路橋施工過程中混凝土原材料的質(zhì)量保證

尹度良

（中交路橋華南工程有限公司，廣東中山 528400）

0. 引言

路橋工程項(xiàng)目既要保證人們?nèi)粘３鲂械谋憬菖c安全，又要保證整體工程建設(shè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，以免后續(xù)運(yùn)營環(huán)節(jié)出現(xiàn)各類安全隱患，導(dǎo)致道路或橋梁無法實(shí)現(xiàn)預(yù)期應(yīng)用效果。因此在實(shí)際施工過程中，必須嚴(yán)格管控混凝土原材料質(zhì)量，使其充分發(fā)揮自身應(yīng)有的性能與作用。

1. 簡析路橋工程概況及施工質(zhì)量的相關(guān)影響因素

本工程起自繁昌縣峨山鎮(zhèn)，向南連接沿江高速公路，并與在建工程—蕪湖長江公路二橋無縫銜接，途經(jīng)繁昌、南陵縣、涇縣以及旌德縣等多個城市，以黃山市黃山區(qū)譚家橋?yàn)榻K點(diǎn)，全長116.122km。工程施工起點(diǎn)至霧嶺頭隧道段（不含霧嶺頭隧道），全線采用全封閉、全立交的雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，如圖1 所示。路基規(guī)格與設(shè)計時速分別為：路基寬度26m，時速100km/h；霧嶺頭隧道至終點(diǎn)段的設(shè)計時速為80km/h，路基規(guī)格：25.5m。本工程橋涵設(shè)計Ⅰ級屬于汽車荷載公路，工程項(xiàng)目集中在旌德白地鎮(zhèn)，工程內(nèi)容主要包括玉水河大橋、洋川隧道等。因此，必須在實(shí)際施工環(huán)節(jié)嚴(yán)格管控整體施工質(zhì)量及效率。

圖1 蕪湖至黃山高速公路部分路段施工效果圖

在路橋工程施工過程中，混凝土原材料主要受施工場地溫度、濕度以及混凝土配比等因素的影響。眾所周知，砼材料固化階段，環(huán)境溫度越高，混凝土的水化反應(yīng)速率越快。事實(shí)證明，環(huán)境溫度在持續(xù)升高狀態(tài)下，混凝土的坍落度會逐漸降低，比如相同配合比的砼材料在環(huán)境溫度每上升10℃的情況下，每立方混凝土的實(shí)際用水量大約會減少7kg。在施工環(huán)境的濕度過高時，不僅會延長砼結(jié)構(gòu)的凝固時間，還可能影響整體施工進(jìn)度。若施工場地濕度過低，則混凝土中的水分會逐步滲透于周邊環(huán)境，致使砼結(jié)構(gòu)因?yàn)槊撍a(chǎn)生裂縫。此外，路橋工程通常會根據(jù)不同施工部位的實(shí)際情況，合理選擇混凝土配合比，所以各類砼材料在數(shù)量及比例等方面的指標(biāo)參數(shù)并不是唯一的。因此，若配比人員經(jīng)驗(yàn)不足，在實(shí)際工作中對施工環(huán)境等方面因素考慮不夠周全或直接使用固定型材料配比等，極有可能會影響整體砼材料質(zhì)量管控實(shí)效。

2. 影響混凝土原材料質(zhì)量的相關(guān)因素及質(zhì)量管控要點(diǎn)

2.1 水泥材料及其質(zhì)量管控要點(diǎn)

砼材料中水泥是不可或缺的重要組成部分，在不同施工要求下，水泥砂漿強(qiáng)度的差異較大，在實(shí)際使用過程中時常會因其質(zhì)量管控難度較大，而導(dǎo)致砼材料預(yù)拌過程中存在諸多問題（如混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等），部分施工企業(yè)為了節(jié)約成本，使用劣質(zhì)水泥材料與品牌水泥材料相結(jié)合的方式，一定程度上增大了混凝土強(qiáng)度管控難度。所以，本工程配備了專業(yè)人員負(fù)責(zé)水泥選購，使其全方位了解水泥廠家資質(zhì)及水泥質(zhì)量的相關(guān)證明文件等，力求水泥材料級別、規(guī)格、數(shù)量以及生產(chǎn)日期等滿足工程設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[1]。

針對水泥質(zhì)量異常情況（如受潮、結(jié)塊等），則應(yīng)避免其流入施工現(xiàn)場，確保水泥購買過后能得到妥善保存與使用，在實(shí)際管理工作中應(yīng)避免水泥處于暴曬狀態(tài)或置于潮濕環(huán)境，以先到先用為原則，避免水泥長時間存放變質(zhì)影響使用。為避免水泥結(jié)塊，應(yīng)合理調(diào)整水泥堆放高度，充分考慮施工場地倉庫大小、水泥底部鋪設(shè)等，在砼材料制作過程中應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)水泥質(zhì)量檢查工作[2]。

2.2 拌合用水量、粗細(xì)骨料級配以及外加劑等方面的質(zhì)量管控

混凝土屬于多種原料混合而成的復(fù)合型材料，水是混凝土材料拌合的重要影響因素之一，為確保砼材料能切實(shí)滿足路橋工程的具體施工要求，除了合理管控水中離子濃度及酸堿度之外，還應(yīng)針對集料清洗、砼材料養(yǎng)生/攪拌等環(huán)節(jié)的用水量進(jìn)行有效把控。高度重視混凝土拌合過程，為提高砼結(jié)構(gòu)的綜合性能，必須合理選用粗細(xì)骨料，畢竟骨料級配是衡量砼結(jié)構(gòu)抗壓強(qiáng)度的重要指標(biāo)參數(shù)，既能強(qiáng)化砼結(jié)構(gòu)的抗裂性能，又能充分體現(xiàn)其堅硬程度及耐久性。在骨料級配價格的影響下，部分企業(yè)可能會從成本角度考慮，選取級配不符合要求的粗細(xì)骨料，該類材料富含大量泥沙，在實(shí)際施工過程中容易產(chǎn)生砼結(jié)構(gòu)裂縫或造成不可逆轉(zhuǎn)的質(zhì)量缺陷等。由于混凝土集料在混凝土原材料中的占比高達(dá)75%，相關(guān)工作人員必須充分利用集料自身優(yōu)勢來提高砼結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，使其恒久穩(wěn)定。實(shí)際施工中粗細(xì)集料的性質(zhì)存在較大差異，而且它們對砼結(jié)構(gòu)質(zhì)量亦存在不同程度的影響。一般來說，集料與水泥漿體的滲透性基本相同，但若集料孔隙率大于10%時，其滲透性很可能會高于水泥砂漿。因此集料選擇必須嚴(yán)謹(jǐn)，才能使其最大限度發(fā)揮作用。

外加劑主要用來強(qiáng)化砼結(jié)構(gòu)自身抗凍性能及延伸性，外加劑在實(shí)際使用中并非添加越多越好，需要以實(shí)驗(yàn)的方式確定其最佳配比參數(shù)，但是有些工作人員僅憑自身工作經(jīng)驗(yàn)判斷外加劑用量，則會直接影響混凝土質(zhì)量。值得一提的是，外加劑質(zhì)量及運(yùn)用方法應(yīng)切實(shí)滿足國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，相關(guān)人員應(yīng)充分融合環(huán)保理念，認(rèn)真核查企業(yè)生產(chǎn)資料及外加劑質(zhì)量說明書等之后，再根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選購。提前做好外加劑數(shù)量及性能等方面的檢測工作，比如使用高效減水劑時，應(yīng)使其與水泥品種相匹配等，可以通過科學(xué)測試精準(zhǔn)把握減水劑的實(shí)際減水率及其與混凝土之間的反應(yīng)狀況，有利于在混凝土原材料攪拌環(huán)節(jié)，優(yōu)化外加劑使用方案[3]。

2.3 砼材料強(qiáng)度檢測技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)檢測流程管控

在路橋施工過程中，砼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度檢測技術(shù)多種多樣（如綜合回彈法、試塊法等），可以通過某些檢測儀器全面提高檢測結(jié)果精準(zhǔn)度，前提是混凝土材料的強(qiáng)度檢測應(yīng)首先應(yīng)用高標(biāo)準(zhǔn)型回彈儀器。因此，路橋工程項(xiàng)目施工需要實(shí)行混凝土原材料的標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)檢測，避免出現(xiàn)違規(guī)操作影響檢測質(zhì)量?？梢砸笙嚓P(guān)工作人員優(yōu)化相關(guān)試驗(yàn)檢測流程設(shè)計，通過反復(fù)試驗(yàn)選取高精、高效的檢測方法，在干擾因素最小化的情況下，提高檢測人員的檢測能力[4]。使其能嚴(yán)格執(zhí)行混凝土原材料檢測標(biāo)準(zhǔn)流程，力求從采樣到檢測結(jié)果上報全過程工作都能達(dá)標(biāo)，使砼材料滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)能夠提升試驗(yàn)檢測工作效率[5]。

3. 強(qiáng)化路橋工程混凝土施工質(zhì)量的具體實(shí)施策略

3.1 做好前期工程勘測及施工組織設(shè)計工作

路橋工程前期應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況有效勘測施工場地并詳細(xì)分析其地質(zhì)條件等因素，嚴(yán)格制定并落實(shí)工程建設(shè)實(shí)用性較強(qiáng)的施工方案。尤其是隧道等涉及隱蔽工程的特殊型施工地段，比如本工程在實(shí)際施工中采用了箱梁預(yù)制架設(shè)工藝，如圖2 所示，既降低了施工風(fēng)險及管理難度，還能在保證工程工期及施工質(zhì)量的同時，完美推進(jìn)路橋工程施工標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。設(shè)計人員通過協(xié)同資深專業(yè)勘察人員進(jìn)行細(xì)致化勘查工作，全面分析了路橋荷載問題及材料（機(jī)械）負(fù)荷等問題，并采取了切實(shí)可行的解決對策，路橋工程施工進(jìn)展相當(dāng)順利。

圖2 箱梁預(yù)制施工

為了更好地保障施工質(zhì)量，在實(shí)際工作中，首先應(yīng)合理優(yōu)化具體的施工組織設(shè)計，合理進(jìn)行場地資源優(yōu)化配置，確保施工人員及工程機(jī)械、材料等能在同一時間操作或同步進(jìn)行統(tǒng)籌管理。比如，混凝土澆筑施工之前，應(yīng)積極溝通材料廠家優(yōu)先確定混凝土原材料的使用時間及用量，實(shí)地勘察混凝土澆筑設(shè)備能否進(jìn)行?？渴┕せ螂[蔽工程必備的混凝土施工條件等，避免后續(xù)施工存在振搗不密實(shí)等情況引發(fā)混凝土裂縫等質(zhì)量問題。畢竟，施工環(huán)節(jié)混凝土原材料水分流失過快會增大砼結(jié)構(gòu)收縮面，摩擦力也會增大，導(dǎo)致施工效率大幅度降低。所以，混凝土澆筑施工必須合理優(yōu)化人員組織并有效把控澆筑時間，避免人為因素導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量欠佳。在正式進(jìn)行混凝土施工作業(yè)之前，應(yīng)反復(fù)驗(yàn)證施工方案的可行性，使其能充分發(fā)揮自身應(yīng)有的指導(dǎo)作用。避免設(shè)計變更過多造成返工，影響工程施工進(jìn)度及施工效果。以崗前培訓(xùn)等方式，完成相應(yīng)技術(shù)交底或?qū)I(yè)操作技能培訓(xùn)等，使施工人員在專業(yè)技能過硬的同時，能自覺規(guī)范自身工作行為，實(shí)現(xiàn)安全文明施工。

3.2 合理控制砼材料的混合配比，強(qiáng)化施工流程操作規(guī)范性

由于本工程屬于一級工程，在原材料選用方面均采用高性能混凝土，以確保路橋建材的持久性及抗壓能力符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際施工工藝要求。事實(shí)上性能較強(qiáng)的混凝土原材料能切實(shí)改善路橋工程在地震及各類惡劣天氣等情況的影響下所產(chǎn)生的裂紋或變形情況，雖然高性能混凝土的造價成本較高，但其長遠(yuǎn)效益卻十分可觀（比如路面性能強(qiáng)悍不易出現(xiàn)裂縫、坍塌等）。

在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，除了選擇高性能原材料之外，還應(yīng)在混凝土攪拌加工環(huán)節(jié)精準(zhǔn)把控水灰比例。根據(jù)路橋工程設(shè)計需求科學(xué)調(diào)配混凝土各類原料比例，確定水灰比之后，應(yīng)確保水泥用量最小化。正式開始混凝土施工操作時，應(yīng)嚴(yán)格規(guī)范具體的操作順序及人員操作行為，使振搗、澆筑等每個重點(diǎn)環(huán)節(jié)的施工作業(yè)都能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，從根本上保障混凝土施工質(zhì)量。由于路橋工程整體施工周期較長，在實(shí)際施工過程中，常會出現(xiàn)施工人員流動較為頻繁等情況，為確保整體工程能夠持續(xù)穩(wěn)定施工，施工單位必須根據(jù)自身實(shí)際發(fā)展需求，持續(xù)增強(qiáng)施工現(xiàn)場的管理力度?？梢酝ㄟ^強(qiáng)化培訓(xùn)持續(xù)強(qiáng)化在職人員的質(zhì)量意識，使其能認(rèn)真落實(shí)本職工作，強(qiáng)化施工現(xiàn)場的動態(tài)管理，進(jìn)一步減少工程施工工藝設(shè)計等環(huán)節(jié)的各種疏漏，嚴(yán)格把關(guān)每個質(zhì)量管控細(xì)節(jié)的基本要求。比如在進(jìn)行砼結(jié)構(gòu)澆筑或靜置過程中，可在混凝土終凝之前對其進(jìn)行有效修整，避免沉降、干縮等因素引起非結(jié)構(gòu)性表面裂縫。也可以在柱、墻連成的整體梁（板）澆筑完畢時，間隔1h ～1.5h之后，等混凝土初步沉實(shí)再進(jìn)行澆筑，能有效避免接縫部位產(chǎn)生裂縫。

3.3 項(xiàng)目維修及混凝土原材料施工后期養(yǎng)護(hù)工作

路橋工程混凝土的實(shí)際施工設(shè)計工作，必須結(jié)合施工現(xiàn)場環(huán)境的溫度、濕度以及地質(zhì)條件等合理優(yōu)化施工過程。比如，環(huán)境溫度變化較大，可以采用絕緣材料制作相關(guān)的混凝土原材料防護(hù)模具，或采用臨時保護(hù)裝置等進(jìn)行施工現(xiàn)場保護(hù)，如圖3 所示。若工期比較緊張，可以通過外加劑的合理使用來促進(jìn)砼結(jié)構(gòu)凝固，使其防水、抗凍等方面性能得到空前提高。對高溫環(huán)境施工來說，必須采取妥善處理砼材料施工水分過度流失問題，結(jié)合砼結(jié)構(gòu)坍落度試驗(yàn)，合理調(diào)節(jié)用水量，最大限度減輕收縮裂縫。

圖3 路橋工程砼材料施工與養(yǎng)護(hù)

路橋工程建設(shè)必須注重砼結(jié)構(gòu)的后期養(yǎng)護(hù)工作，畢竟空氣溫度與濕度等因素直接關(guān)系到砼結(jié)構(gòu)的凝固過程及效果，而且不同工程混凝土原材料配比指標(biāo)也會影響到砼結(jié)構(gòu)施工的具體凝固時間。所以，施工人員必須根據(jù)工程施工要求及混凝土原材料實(shí)際性能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化操作，及時觀察砼材料收縮與沉降情況，以灑水或薄膜敷設(shè)等方式保證砼結(jié)構(gòu)表面濕度，使混凝土內(nèi)外干燥速度保持同步，避免收縮應(yīng)力引起不必要的裂縫，影響砼結(jié)構(gòu)性能及美觀度。在灑水時應(yīng)合理控制水量，避免水量過大，導(dǎo)致砼結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)大小不一的氣孔影響路面平整度，或?yàn)⑺蛔阋l(fā)砼結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，破壞整體路橋工程的穩(wěn)定性。

4. 結(jié)語

路橋工程建設(shè)中的混凝土施工工作必須結(jié)合工程所在地的實(shí)際情況，嚴(yán)格篩選施工所需的人員、機(jī)械設(shè)備以及相關(guān)物資等，最大限度避免劣質(zhì)產(chǎn)品流入施工現(xiàn)場，施工人員應(yīng)充分了解每個施工環(huán)節(jié)的施工技術(shù)流程及影響工程質(zhì)量的各類因素，在實(shí)際工作中持續(xù)提高自身施工能力及質(zhì)量管控意識，最大限度保障路橋工程從施工到正常通行的安全系數(shù)及其各項(xiàng)性能的穩(wěn)定性，進(jìn)而高標(biāo)準(zhǔn)完成砼材料質(zhì)量監(jiān)管目標(biāo)。